JP5556205B2 - 溶接装置及び溶接方法 - Google Patents
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Description
また、本発明に係る溶接装置において、前記溶接用ビームは、レーザ光または電子ビームであることに加えて、プラズマ等、十分に制御されたものであることを特徴とする。具体的には、例えば、溶け込みの幅/深さ比が1/1以上(幅より深さ値が大きい)となるように制御された溶接用ビームを使用することが望ましい。また、溶接用ビームの熱源としては、出力変動が小さい熱源であること、入力した溶接パターンと熱源の追従精度が良い(ON/OFF、スロープダウン等)熱源であることが望ましい。
図3は、溶接動作時において制御部65が実行する処理の流れを示すフローチャートである。この図3に示すように、制御部65は、まず、作業者による操作部61の操作によってワークWの溶接に使用すべき溶接パターン64aが選択されると、その選択された溶接パターン64aを記憶部64から読み出す(ステップS1)。
そして、制御部65は、溶接時間のタイマカウントをスタートさせると同時に、回転制御信号を回転ポジショナ20へ送信することで、ワーク取付チャック21(つまりワークW)を300rpmの回転速度で回転させる(ステップS2)。
以上のステップS2〜S6までの処理によって、溶接パターン64aの一次溶接パターンに基づく一次溶接が実施されることになる。
以上のステップS7〜S12の処理によって、溶接パターン64aの二次溶接パターンに基づく二次溶接が実施されることになる。
上記のように二次溶接が終了すると、制御部65は、溶接時間のタイマカウントを停止すると共に回転ポジショナ20に回転停止を指示して溶接動作を終了する(ステップS13)。
本願発明者が実験を行った結果、図2(a)に示す溶接パターン64aを用いてレーザ溶接を行った場合、入熱量の偏りに起因する変形量(振れ角度)を0.01°から0.02°程度まで抑えることが可能であることが確認された。
以下では、本願発明者が行った実験とその結果について詳細に説明する。
図4(a)は、本実験で使用したワークWの構成図である。この図に示すように、本実験では、軸物回転部品をワークWとして採用し、第1試験片100と第2試験片200とをインローで組み合わせた構成としている。上記の第2試験片200をチャッキング後、初期の振れ角度が極小となるようにダイヤルゲージを用いて調整し、第1試験片100のセンター穴にてセンター押しを行って固定した。
次に、一次溶接に供する一次溶接パターンと、二次溶接に供する二次溶接パターンとを含む溶接パターンの作成方法について説明する。
図8は、溶接パターンの作成方法の順序を示すフローチャートである。この図8に示すように、まず、ノーマルの溶接パターン、つまり二次溶接パターンの周方向−出力チャート(図9(a)参照)を作成する(ステップS21)。
なお、図9(c)及び(d)は、入熱量の偏りの見積もりが妥当でない場合を示しており、それぞれの振れ量は154μm、146μmとノーマルの溶接パターンよりは振れ量が減少するものの大きな効果は期待できない。そのため、上記ステップ28において、振れ量が目標値に達していない場合にはステップS24に戻ることにより、最適な一次溶接パターンを探し出すことができる。
本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が挙げられる。
(1)上記実施形態では、溶接用ビームとしてレーザ光を使用するレーザ溶接装置1を例示して説明したが、溶接用ビームとして電子ビームを使用する電子ビーム溶接装置であっても本発明を適用することができる。また、レーザ光や電子ビームの他、プラズマ等の十分に制御された高エネルギー密度の溶接用ビームを使用する溶接装置であれば本発明を適用することができる。具体的には、例えば、溶け込みの幅/深さ比が1/1以上(幅より深さ値が大きい)となるように制御された溶接用ビームを使用することが望ましい。また、溶接用ビームの熱源としては、出力変動が小さい熱源であること、入力した溶接パターンと熱源の追従精度が良い(ON/OFF、スロープダウン等)熱源であることが望ましい。
Claims (3)
- 溶接対象物を回転させながら溶接用ビームを照射することで前記溶接対象物を溶接する溶接装置であって、
一次溶接に供する一次溶接パターンと、二次溶接に供する二次溶接パターンとを含む溶接パターンに基づいて前記溶接用ビームの出力及び前記溶接対象物の回転状態を制御する制御部を備え、
前記二次溶接パターンは、一定速度で前記溶接対象物を回転させた場合に、回転角が0°からビードラップ終了位置までの範囲では前記溶接用ビームの出力が一定となるように、回転角がビードラップ終了位置から溶接終了位置までの範囲では前記溶接用ビームの出力が徐々に低下するように設定されており、
前記一次溶接パターンは、前記二次溶接パターンに基づいて前記溶接対象物の溶接を行った場合に生じる入熱量の偏りと対向する側に別の入熱量の偏りが生じるように、所定範囲で前記溶接用ビームの出力が一定となるよう設定されていて、前記二次溶接パターンに基づいて前記溶接対象物の溶接を行った場合に生じる変形を相殺する方向に変形を生じさせるようにされている
ことを特徴とする溶接装置。 - 前記溶接用ビームは、レーザ光または電子ビームであることを特徴とする請求項1記載の溶接装置。
- 溶接対象物を回転させながら溶接用ビームを照射することで前記溶接対象物を溶接する溶接方法であって、
一次溶接と二次溶接とを連続的に行う際に、
一定速度で前記溶接対象物を回転させた場合に、回転角が0°からビードラップ終了位置までの範囲では前記溶接用ビームの出力が一定となるように、回転角がビードラップ終了位置から溶接終了位置までの範囲では前記溶接用ビームの出力が徐々に低下するように設定されている二次溶接パターンに基づいて前記二次溶接を行い、
前記二次溶接パターンに基づいて前記溶接対象物の溶接を行った場合に生じる入熱量の偏りと対向する側に別の入熱量の偏りが生じるように、所定範囲で前記溶接用ビームの出力が一定となるよう設定されていて、前記二次溶接パターンに基づいて前記溶接対象物の溶接を行った場合に生じる変形を相殺する方向に変形を生じさせるようにされている一次パターンに基づいて前記一次溶接を行う
ことを特徴とする溶接方法。
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